《磁场中磁介质》课件

磁场中磁介质磁介质在磁场中会发生磁化，影响磁场的分布磁介质的磁化现象可以解释许多物理现象，例如磁铁吸引铁钉等课程目标理解磁场的本质学习磁介质的特性

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2.12了解磁场的基本概念，如磁场掌握不同类型的磁性材料，如强度和磁通量铁磁性、顺磁性和反磁性材料掌握磁场中磁介质的应用

3.3了解磁性材料在日常生活中和科技领域的应用，如磁性存储器、磁悬浮列车等磁场的本质磁场是由运动电荷或变化的电场产生的运动电荷会产生磁场，而变化的电场也会产生磁场磁场是物质的一种重要属性，它对运动电荷有力的作用，这种力称为洛伦兹力磁场的性质磁场力磁场方向磁场强度磁场能量磁场对运动的带电粒子产生力磁场的方向可以用磁力线来表磁场强度是用来描述磁场强弱磁场具有能量，这种能量被称的作用，这种力被称为洛伦兹示，磁力线的方向是指南针在的物理量，它的大小可以通过为磁场能磁场能的大小与磁力洛伦兹力的大小与磁场强磁场中所指的方向磁力线的密度来衡量磁力线场强度和磁场体积成正比度、粒子电荷量和速度成正比越密，磁场强度越大磁感应强度定义描述磁场强弱的物理量符号B单位特斯拉T方向与磁场力方向相同磁通量磁通量是磁场穿过某一面积的量度磁通量的大小与磁场强度、穿过面积的大小和磁场方向有关磁通量的单位是韦伯（Wb）磁通量密度磁通量密度是描述磁场强弱的物理量，也称为磁感应强度磁通量密度是指通过单位面积的磁通量，单位为特斯拉（T）磁场线磁场线是用来形象地描述磁场的工具磁场线是闭合曲线，方向由小磁针的N极指向S极磁场线越密集的地方，磁场强度越大，磁力越强磁场线并不真实存在，但可以帮助我们直观地理解磁场的分布和方向磁场的描述磁场线磁场强度磁场线是用来描述磁场方向的曲磁场强度是指磁场对磁体的作用线磁场线从磁体的N极出发，指力磁场强度可以用磁感应强度B向S极磁场线越密的地方，磁场来表示，单位是特斯拉T强度越大磁通量磁通量是指穿过某一面积的磁力线的总量，它反映了磁场穿过该面积的多少磁通量可以用Φ来表示，单位是韦伯Wb磁畴理论磁畴概念1铁磁性材料内部由多个微小的磁化区域组成，这些区域称为磁畴每个磁畴内部的磁矩方向一致，但不同磁畴之间磁矩方向不一致磁畴壁2磁畴之间存在着过渡区域，称为磁畴壁，磁畴壁内的磁矩方向逐渐变化磁畴理论解释3磁畴理论能够解释铁磁性材料的磁化过程，解释为什么铁磁性材料在外磁场作用下会显示出磁性磁性材料的分类铁磁性材料顺磁性材料反磁性材料铁、钴、镍等物质，表现出强烈的磁性，具铝、铂、锰等物质，在磁场中被弱磁化，磁铜、银、金、水等物质，在磁场中被弱磁化有很高的磁导率化率很小，磁化率为负值铁磁性强磁性磁畴结构磁化过程铁磁性材料具有很强的磁性，可以被永久磁铁磁材料内部存在多个磁畴，每个磁畴内的在外磁场作用下，磁畴会发生重新排列，使化磁矩方向一致材料的磁性增强顺磁性微弱磁性热运动影响应用领域顺磁性物质在磁场中表现出微弱的磁性，其顺磁性物质的磁性主要来自原子或分子的自顺磁性物质在核磁共振成像、磁力计、磁性磁化率为正值旋磁矩，但在热运动的影响下，磁矩会随机传感等领域有应用排列，导致整体磁性较弱反磁性弱磁性常见例子磁场作用反磁性材料对磁场有微弱排斥作用，但其磁水、铜、金、银等物质都具有反磁性当反磁性材料置于磁场中，会被磁场排斥，化率很小表现为微弱的抗磁性磁化曲线外磁场强度磁化曲线描述了磁性材料在不同外磁场强度下的磁化强度变化规律外磁场强度越大，磁化强度也越大，但并非线性关系饱和磁化当外磁场强度增加到一定程度后，磁性材料的磁化强度不再明显增加，达到饱和状态退磁过程当外磁场强度减弱时，磁性材料的磁化强度也会减弱，但并非沿着原曲线下降，而是滞后于原曲线磁滞回线当外磁场强度减弱到零时，磁性材料仍然保留一定的磁化强度，称为剩磁如果继续反向施加磁场，磁化强度会逐渐下降，最终回到零，这个过程形成闭合曲线，称为磁滞回线磁滞回线磁滞回线是描述磁性材料磁化过程的曲线当外加磁场变化时，磁性材料的磁化强度并非线性变化，而是呈现出迟滞现象起始点1材料处于未磁化状态，磁化强度为零上升阶段2外加磁场逐渐增强，磁化强度逐渐增加饱和阶段3外加磁场达到饱和值，磁化强度不再增加下降阶段4外加磁场逐渐减小，磁化强度逐渐减小，但并不回到起始点剩余磁化强度5当外加磁场减小到零时，材料仍然保留一定的磁化强度磁滞回线的形状和大小反映了材料的磁性特征磁导率磁导率是衡量材料在磁场中被磁化的难易程度的物理量磁导率越高，材料越容易被磁化，反之则越难磁导率是材料的固有性质，它受材料的组成、温度、压力等因素的影响磁性材料的应用电子设备电气工程

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2.12磁性材料在电子设备中应用广磁性材料在电气工程中用于制泛，例如硬盘驱动器、磁带和造变压器、电机、发电机和电磁卡磁继电器医药领域其他领域

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4.34磁性材料在医药领域有许多应磁性材料也用于制造磁悬浮列用，例如磁共振成像MRI和车、磁性传感器和磁性工具等磁性药物输送软磁材料高磁导率低矫顽力软磁材料的磁导率非常高，这意软磁材料的矫顽力很低，这意味味着它们能够在磁场中很容易地着它们在磁场消失后很容易退磁被磁化低磁滞损耗高磁渗透率软磁材料的磁滞损耗很低，这意软磁材料能够很容易地被磁化，味着它们在磁化和退磁过程中会并在磁场消失后迅速退磁，从而产生很少的热量提高磁场的强度永磁材料定义类型应用永磁材料是指能够在没有外磁•钕铁硼磁体永磁材料广泛应用于各种领域场的情况下长期保持磁性的材，例如电机、发电机、传感器•钐钴磁体料它们具有高剩磁、高矫顽、医疗设备、消费电子产品等•铁氧体磁体力和高磁能积等特性•铝镍钴磁体电磁仪表电流计电压计功率表利用磁场对通电线圈的作用力来测量电流大利用磁场对通电线圈的力矩来测量电压大小利用磁场对通电线圈的力矩来测量电路的功小，常见于实验室和工业设备，用于测量电路中不同点的电压率，常用于监测电器设备的能耗电机和发电机电机发电机电机将电能转换为机械能它们发电机将机械能转换为电能它利用磁场和电流的相互作用，产们利用磁场和运动的导体之间的生旋转运动，驱动各种机械设备相互作用，产生电流，为各种设备提供电力应用电机和发电机广泛应用于工业、交通、医疗、通讯等各个领域，是现代科技的重要组成部分磁记录技术数据存储磁记录技术被广泛用于存储数据，例如硬盘驱动器、磁带和磁卡音频记录磁记录技术在录音带、磁带录音机中用于记录和回放声音数据读取磁记录技术用于读取信用卡、磁条卡等上的信息，方便交易和身份验证磁共振成像原理应用

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2.12利用核磁共振现象，通过对人广泛应用于医学领域，用于诊体发射无线电波，获得人体内断各种疾病，如脑肿瘤、心脏部结构的图像病、骨骼疾病等优点局限性

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4.34无创、安全、准确、可用于诊成本较高，对某些金属材料敏断多种疾病，是现代医学的重感，不适合所有患者，如体内要诊断工具有金属植入物的患者磁悬浮列车原理优点磁悬浮列车利用磁力悬浮在轨道之上，无磁悬浮列车速度快，噪音低，能耗少，对需接触轨道，从而降低摩擦力，提高速度环境影响较小和效率由于没有轮轨摩擦，磁悬浮列车可以实现磁悬浮列车主要有两种类型电磁悬浮更高的速度，并能减少噪音和振动EMS和永磁悬浮PMS磁力材料高性能磁铁磁力传感器

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2.12磁力材料是制造高性能永磁体利用磁力材料的磁性特性，可的核心，例如钕铁硼磁铁，广以制作磁力传感器，用于检测泛应用于各种领域磁场变化，广泛应用于工业自动化和医疗设备等领域磁性分离器磁悬浮技术

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4.34磁力材料可以用于制作磁性分磁力材料在磁悬浮技术中扮演离器，用于分离含有金属杂质着重要角色，用于制造磁悬浮的材料，广泛应用于矿石加工列车和磁悬浮轴承等、食品加工等领域磁流体磁流体应用艺术磁流体是一种可以受磁场控制的液体它磁流体在许多领域有着广泛的应用，包括密磁流体也用于艺术创作，可以创造出迷人的是一种悬浮在液体基质中的磁性纳米粒子封、减震、冷却和生物医学视觉效果磁性晶圆概述应用磁性晶圆是一种新型材料，将磁性材料与硅晶圆相结合磁性晶圆在数据存储、磁传感器、磁性微器件等领域具有广泛的应用前景其具备磁性材料的磁性特征，同时拥有硅晶圆的机械强度和耐腐蚀性例如，可用于开发高密度、低功耗的磁存储器件，以及高灵敏度的磁传感器新型磁性材料纳米磁性材料自旋电子学材料磁流体纳米磁性材料尺寸小，磁性强，应用广泛自旋电子学材料利用电子的自旋性质，实现磁流体是磁性材料和流体混合而成，具有独高密度信息存储特的磁性磁性材料的未来发展磁性材料在未来将继续扮演着重要角色，尤其是在科技领域新兴应用领域如量子计算、超导技术和信息存储技术将为磁性材料带来新的发展机遇高温超导磁体1应用于高速列车、磁约束聚变等领域新型磁记录材料2提高存储密度和数据读取速度纳米磁性材料3应用于生物医药、传感器等领域自旋电子学材料4开发新型自旋电子器件未来磁性材料研究将更加注重材料的性能提升，例如提高磁性材料的矫顽力、磁导率、热稳定性和抗腐蚀性等同时，研究人员也将更加关注材料的制备工艺和成本控制。